Die Backpulver-Rakete
Was ist das Rückstoßprinzip?
Forschungsfrage
Was passiert, wenn du Backpulver und Essig mischst? Wie kannst du dir die Reaktion erklären? Wie viel Backpulver und Essig musst du nehmen, damit etwas passiert?
Hier geht’s zum ForschungsprotokollDas brauchst du:
- Die Bastelvorlage kannst du hier herunterladen und ausdrucken
- 1 x Filmdose
- Klebeband
- Backpulver
- Essig
- Teelöffel
- Schere
1
Optional: Schneide zunächst die Rakete aus der Bastelvorlage aus und befestige sie mit dem Klebeband an der Filmdose. Achte dabei darauf, dass die Rakete danach noch gut auf dem Deckel stehen kann. Jetzt ist die Rakete einsatzbereit!
2
Nehme deine Rakete, öffne den Deckel der Filmdose und fülle in deinen Treibstofftank einen Teelöffel Backpulver. Füll die Dose anschließend mit Essig auf.
3
Achtung: Jetzt muss es schnell gehen, da der Essig die Reaktion auslöst: Verschließe die Filmdose und schüttle sie leicht.
4
Stelle deine Rakete mit dem Deckel nach unten auf den Boden, halte etwas Abstand und beobachte, was passiert.
Wichtig:
Suche dir einen ruhigen Ort im Freien, an dem du das Experiment durchführen kannst.
Wenn du wissen willst, warum die Rakete in die Luft geschossen wird, lies weiter.
Welche Phänomene stecken hinter dem Experiment?
Auch die Backpulver-Rakete wird durch das Rückstoßprinzip angetrieben (siehe Versuch „Der Raketenantrieb“). Die Mischung aus Backpulver und Essig setzt große Mengen des Gases Kohlenstoffdioxid frei. Es entsteht immer mehr Gas und somit ein Überdruck innerhalb der kleinen Rakete. Da der Deckel die einzige Schwachstelle ist, löst sich die Dose davon, sodass das Gas freigesetzt wird und schlagartig nach unten austritt. Dadurch entsteht ein Rückstoß und die Rakete wird in die Luft geschossen. Demnach wirken bei diesem Experiment sogar zwei physikalische Phänomene: zum einen die Ausdehnung von Gasen und zum anderen das Rückstoßprinzip.
Das kennst du aus dem Alltag
Die Produktion von Gasen ist besonders gut bei Hefeteig zu sehen: Im warmen Teig vermehren sich die Hefebakterien und produzieren dabei Gase. Dadurch dehnt sich der Teig aus und „geht auf”. Allerdings wird dieser Prozess von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst: Bei der Gasproduktion von Hefe sollte die Temperatur nicht über 35 °C steigen, da ansonsten die Ausdehnung gestoppt wird. Denn wenn es den Hefebakterien zu warm wird, vermehren sie sich nicht weiter und die Gasproduktion kommt zum Erliegen.
So wird dieses Phänomen in der Luft- und Raumfahrt genutzt
Mit Wetterballons werden Messinstrumente in die oberen Luftschichten, die Stratosphäre, gebracht. Diese Wetterballons sind meist mit Helium gefüllt. Dieses Gas ist leichter als Luft und sorgt dafür, dass der Ballon überhaupt abheben kann. Während des Aufstiegs dehnt sich das Gas im Ballon immer weiter aus. Daran ist natürlich – anders als in unserem Experiment – kein Backpulver schuld und es sind auch keine Hefebakterien im Spiel. Sondern es hat damit zu tun, dass die Luft hoch über der Erde sehr dünn ist. Dadurch kann sich der Helium-Ballon immer mehr ausdehnen – bis er in etwa 35 Kilometern Höhe platzt. Denn dort ist der Luftdruck so niedrig, dass der Ballon riesig groß wird – und das hält die Hülle nicht mehr aus. Die Instrumente segeln dann am Fallschirm zur Erde zurück.
